微混合器混合效果的研究.pdf

1、微流控芯片是微流控分析系統(tǒng)中最為活躍的部分，它是分子生物學(xué)、微電子技術(shù)、微流體力學(xué)等的交叉學(xué)科。微混合器是微流控芯片的主要核心部分，主要應(yīng)用于化學(xué)合成、生物分析中的DNA雜交、以及化學(xué)反應(yīng)、檢測等領(lǐng)域，可以實(shí)現(xiàn)快速、高效的混合。微混合器在這些領(lǐng)域的應(yīng)用最大意義是節(jié)省樣品、減少實(shí)驗時間。本課題研究主動混合器的干擾參數(shù)與混合器結(jié)構(gòu)對混合效果的影響，用以設(shè)計高效的混合器與指導(dǎo)混合實(shí)驗的操作。
　　本文首先設(shè)計了圓柱形氣壓驅(qū)動混合器，用于

2、研究主動參數(shù)對混合效果的影響。通過對混合器內(nèi)部流場速度場的仿真得到混沌對流的形式并分析它產(chǎn)生的對流擴(kuò)散及其對混合的作用，進(jìn)而研究主動參數(shù)對混合效果的影響。本文提出:混合時間與驅(qū)動頻率的平方成反比，與驅(qū)動壓強(qiáng)一次方成反比的函數(shù)關(guān)系并對2組實(shí)驗數(shù)據(jù)按照這種函數(shù)式擬合，得到擬合函數(shù)的可信度均滿足工程要求—0.95。另外還得到具有壓力差的主動混合器才能加強(qiáng)混合效果的結(jié)論。為了再次驗證主動參數(shù)與混合效果之間的這種關(guān)系，設(shè)計了另外一種Y型連續(xù)混合器

3、，Y型混合器的研究內(nèi)容中還包含通道結(jié)構(gòu)對混合效果的影響以及擴(kuò)寬它的雷諾數(shù)適用范圍的問題。在處理Y型混合器的實(shí)驗結(jié)果中，提出當(dāng)量混合時間的概念，它可以對所有類型的混合器就混合效果給出評價。通過Y型混合器實(shí)驗結(jié)果再次驗證本文提出的主動參數(shù)與混合效果之間的關(guān)系，并得到混合器結(jié)構(gòu)對混合效果的影響的條件以及該混合器較寬的雷諾數(shù)適用范圍。
　　任何主動參數(shù)下，通過這種關(guān)系可以預(yù)測主動混合器的最大混合能力;根據(jù)少量實(shí)驗數(shù)據(jù)迅速找到主動混合器最強(qiáng)